浸铀过程中氧化硫硫杆菌的耐氟性试验研究

铀矿石中常含有较高的氟含量,在浸铀过程中矿石中的氟会进入菌液中。氟离子是抑制氧化硫硫杆菌生长和影响氧化硫硫杆菌产酸能力的重要因素。试验表明,当氟离子浓度小于16 mg/L时,氧化硫硫杆菌4 d内生长发育良好;当氟离子浓度达到30 mg/L时,其生长发育时间超过15 d。当菌液中氟离子浓度小于8 mg/L时,对氧化硫硫杆菌产酸能力影响很小;当氟离子浓度大于16 mg/L时,对氧化硫硫杆菌产酸能力影响较大。氧化硫硫杆菌的耐氟能力可以通过驯化提高,驯化后浸铀氧化硫硫杆菌适应氟浓度能力可达40 mg/L。     

耐冷嗜酸硫杆菌的生长特性和固定化培养

为解决氧化亚铁硫杆菌、嗜铁钩端螺旋菌等中温菌在低温和高酸的吸附尾液中作氧化剂时生长繁殖慢、氧化Fe²⁺速率低等问题,以耐冷嗜酸硫杆菌为研究对象,结合新疆某地浸采铀现场生产实际,对该菌的生长特性、耐酸驯化和固定化培养进行了探索。结果表明,该菌的接种量以10%为宜;当初始Fe²⁺浓度为0.3~0.5 g/L时,细菌仍能较快氧化Fe²⁺;在5~25℃条件下,耐冷嗜酸硫杆菌氧化Fe²⁺的速率均高于氧化亚铁硫杆菌,即耐冷嗜酸硫杆菌更适于溶浸液低温环境;耐冷嗜酸硫杆菌耐酸驯化后能在pH=0.31的培养液中保持较好的氧化活性;从生物陶粒表面电镜图片中可以观察出较厚的生物膜,固定化细菌和游离态细菌协同氧化Fe²⁺的速率是游离态细菌单独氧化的3.4倍。     

气升式反应器中细菌氧化预处理 难浸金精矿的浸出参数优化

依据三相内循环流化床结构模型, 设计了实验室规模的气升式生物反应器, 用于高砷难处理金精矿的细菌氧化预处理。从酸性矿坑水中筛选到一种中度嗜热混合菌, 驯化后可在45 ℃, pH值1.2, As(As³⁺和As⁵⁺)浓度15 g/L条件下良好生长, 并且对难浸金精矿具有较好的氧化浸出能力。在气升式反应器中采用驯化后的混合菌氧化浸出高砷难浸金精矿, 设计正交实验研究矿物粒度、矿浆浓度、反应器充气量和初始pH值对浸出的影响, 结果得出矿物粒度-37 μm, 矿浆浓度5%, 充气量4 L/min, 初始pH值1.2为该反应器最佳浸出参数组合, 在此条件下高砷金精矿砷脱除率可达到95%。     

建筑铝型材宽温快速阳极氧化节能工艺及应用

为解决建筑铝型材传统阳极氧化工艺能耗过大的问题,进行了宽温阳极氧化工艺试验,研究了添加剂GYK-1含量对阳极氧化温度上限、阳极氧化电压及成膜速度的影响,同时探索了Al³⁺ 浓度对阳极氧化温度上限的影响,得到最佳宽温阳极氧化工艺条件为: H₂SO₄浓度160～180 g/L,添加剂GYK-1用量50 g/L,Al³⁺浓度20～25 g/L,氧化温度35±2 ℃,电流密度150 A/m²,氧化时间17 min。该节能工艺成功应用于生产,在保证氧化膜达到国家标准情况下,阳极氧化工艺温度上限从22 ℃提高到33 ℃,成膜速度提高20%,电压降低10%,大幅度降低能耗的同时提高了生产效率,为铝型材厂节能生产提供了有效途径。     

As(Ⅲ)和As(Ⅴ)胁迫下浸矿细菌胞外多糖的变化特征

为考察浸矿细菌胞外多糖含量与砷离子的浓度和价态以及与浸矿细菌生长指标的关系,进而明确浸矿细菌抵御砷离子的生物对策,研究了不同浓度的As(Ⅲ)和As(Ⅴ)胁迫时,浸矿细菌胞外多糖的行为变化;通过测定菌液的pH、Eh、Fe²⁺浓度、菌数以及胞外多糖的含量,分析了各测定指标的相关性和线性关系。研究表明：As(Ⅲ)胁迫下,菌液的胞外多糖产量迅速增长,增幅超过34%,As(Ⅲ)的胁迫作用强于As(Ⅴ);As(Ⅲ)胁迫使菌液胞外多糖含量的变异中有63.4%与Eh线性相关、有61.6%与Fe²⁺浓度线性相关、有71.4%与菌数线性相关;浸矿细菌通过代谢调控菌液的理化指标来调节胞外多糖的含量,进而抵抗砷离子的胁迫。     

泥型废弃铜矿的细菌浸出试验研究

研究了细菌对Cu²⁺、Fe²⁺离子的耐受性能及其氧化活性, 对泥型废弃矿进行了细菌浸出研究。结果表明, 细菌对Cu²⁺、Fe²⁺有较强的耐受性能, 但要保持其高效的氧化活性, 其浓度应分别控制在2 g/L和4 g/L以内。泥型废弃矿经脱泥处理后, 采用柱浸和堆浸法, 50 d后铜的浸出率高达62.2%和65.5%。     

细菌在孔雀石低酸度浸出中的作用

为了研究细菌对孔雀石低酸度(pH=2)浸出的影响,对孔雀石的酸浸、无菌和有菌浸出进行了对比,考察了细菌和Fe²⁺的初始浓度对浸出的影响和调酸必要性,运用扫描电镜观察了浸出前后矿物表面形态的变化和细菌吸附特征,并用能谱线扫描定量分析了浸渣表面成分的差异。得出细菌和Fe²⁺的初始浓度分别为1×108个/mL和4.5 g/L时,细菌对孔雀石浸出的促进作用最佳。     

某低品位高酸耗矿床地浸生物采铀试验研究

针对新疆某地浸采铀矿床品位低、硫酸消耗大的特点,利用设计加工的生物反应器,进行了生物地浸采铀试验研究.2年多的现场试验表明:抽液孔反注菌液较反注硫酸溶液优势明显,其浸出液铀浓度峰值高,可达178 mg/L,维持时间长,可获得较高的500 mV以上高氧化还原电位;使用菌液连续抽注一个月后,浸出液铀浓度由12.8 mg/L上涨至25.2 mg/L,说明菌液中高浓度的Fe3+可将矿层U4氧化为U6,从而获得较高的铀浓度.针对生物地浸采铀技术的应用前景,提出了建议和展望.     

高岭土在La-Al和Y-Al二元体系中的吸附特性

为了解风化壳淋积型稀土矿的成矿过程和浸出回收机制,以典型的粘土矿物高岭土为研究对象,以镧为轻稀土代表、钇为重稀土代表,采用静态吸附实验,考察了高岭土在稀土-铝二元溶液体系中的吸附特性。实验结果表明,稀土-铝二元溶液体系中,高岭土对Al³⁺的吸附量均高于对RE³⁺吸附量;Al³⁺能抑制RE³⁺在高岭土上的吸附,Al³⁺浓度越高影响越大;随着摩尔浓度比(RE³⁺∶Al³⁺)的增加,钇-铝二元溶液体系中Al³⁺吸附量的减少量远高于镧-铝二元溶液体系Al³⁺吸附量的减少量,说明Al³⁺与Y³⁺之间竞争吸附作用强于Al³⁺与La³⁺之间的竞争吸附。     

硫酸镍钴锰溶液中除氟工艺研究

针对从硫酸镍钴锰溶液中除氟效率低、有价金属损失严重等问题, 开展了以Al₂(SO₄)₃·18H₂O为沉淀剂、从硫酸镍钴锰溶液中除氟新工艺研究。考察了反应pH值、Al₂(SO₄)₃·18H₂O用量、反应温度、反应时间等参数对除氟效果的影响, 结果表明, 在初始pH值5.5、氟铝物质的量比为5、反应温度40 ℃、反应时间120 min条件下, 除氟后溶液中氟浓度从初始的3.22 g/L降至0.15 g/L以下, 且引入的Al³⁺浓度低于0.01 g/L, 镍钴锰总损失率低于5%。     

银离子对细菌浸出含砷铜矿中铜的影响

为了改善细菌对含砷铜矿的浸出效果,考察了添加 Ag⁺对细菌浸矿过程的影响。监测不 同 Ag⁺浓度条 件下,细菌浸矿过程中的 pH 值、Eh 值的变化和铜、砷浸出率,并对浸出渣进行 X 射线光电 子能谱（XPS）分析。研究 结果表明：在 pH 值为 1.8,Fe²⁺浓度为 0.5 g/L,Ag⁺浓度为 5 mg/L 的条件下,含砷铜矿 浸出 15 d 后,铜和砷的浸出率最 高,分别为 43.83% 和 6.01%;在 Ag⁺浓度为 0~7 mg/L 范围内,随着 Ag⁺浓度的增大,浸 出渣表面 Fe（Ⅲ）-（硫酸盐）、S⁰ 和 S _n ^2-的含量逐渐减小,砷酸盐含量变化不大;Ag⁺的加入可以有效抑制黄钾铁矾、S⁰和 S_n^2-等钝 化膜的生成,对非晶 态砷酸铁的生成影响不显著。     

铝离子对油酸钠浮选石英的影响及作用机理

为了揭示铝离子对油酸钠浮选石英的影响,并探讨影响机理,以0.038～0.074 mm的石英纯矿物为研究对象,进行了油酸钠浮选石英试验,并从Zeta、溶液化学和红外光谱分析角度对影响机理进行了分析。结果表明：①在无Al³⁺活化的情况下,油酸钠对石英没有捕收能力;Al³⁺过量会消耗油酸钠,进而影响对石英的捕收。②在有Al³⁺活化的情况下,油酸钠适宜在偏碱性矿浆中捕收石英,提高油酸钠的用量有利于石英浮选回收率的提高。③在矿浆pH=8,Al³⁺浓度为3×10^-4 mol/L,油酸钠浓度为6.25×10^-4 mol/L情况下,石英的浮选回收率可达93.4%。④未加入Al³⁺时石英在pH=2.0～12.0时表面带负电,因而阴离子捕收剂油酸钠不能使石英上浮;Al³⁺的活化使石英表面的Zeta电位明显上升,大约在pH=3.8～9.2时石英表面的Zeta电位为正值,石英表面吸附的Al³⁺成为石英吸附油酸钠的活性点,从而提高了石英的可浮性。⑤石英浮选回收率较高时溶液中Al³⁺主要赋存状态是Al(OH)_3（S）,铝离子羟基络合物的含量很低,说明Al(OH)₃沉淀是活化石英的主要成分。⑥石英+油酸钠的红外光谱曲线与石英的红外光谱曲线相似,只是吸收峰的强度有所减弱,出现的也仅为Si-O键的特征峰。石英+Al³⁺+油酸钠的红外光谱曲线上新出现了-CH₂-的伸缩振动吸收峰和弯曲振动吸收峰,以及-CH₃和-C=O-的伸缩振动吸收峰,这些都是油酸根的特征峰,说明油酸根在石英表面发生了吸附。     

较低温度下细菌浸出黄铜矿工艺影响因素研究

以黄铜矿为研究对象，在温度较低的浸出条件下（15℃）采用正交试验的方法考察了矿石粒度、矿浆浓度、酸度、接种量以及起始Fe²⁺浓度对氧化亚铁硫杆菌（T.f菌）摇瓶浸出黄铜矿浸出过程的影响。试验结果表明：初始Fe²⁺浓度对细菌浸铜工艺影响最为显著；在15℃下的最佳浸出工艺条件为初始Fe²⁺浓度为6g/L，酸度控制在pH=2.0，接种量保持在15%，矿浆浓度为15%，矿石粒度为-200目。     

中高温浸矿菌结合对高砷铜精矿的浸出研究

利用自主选育的耐高砷中高温浸矿菌浸出以砷黝铜矿为主的高砷铜精矿(As 4%～5%, Cu＞20%)。采用前期中温浸矿菌, 后期高温浸矿菌的两段法生物浸出10 d, 总铜浸出率可达90.01%。对浸渣的铜物相分析可知: 高温菌对黄铜矿的浸出率可达78.45%, 是中温浸矿菌14.2%的5.5倍以上; 对砷黝铜矿的浸出率为33.42%, 约为中温浸矿菌17.48%的2倍。对原生硫化铜矿的浸出率总计为50.24%, 约为中温浸矿菌16.26%的3倍。高温菌对砷黝铜矿的氧化作用较黄铜矿差; 中温浸矿菌对As³⁺ 和As⁵⁺的耐受力比高温菌强。在两段法浸出前期添加2.0 g/L的 Fe³⁺ 或2.5%的黄铁矿精矿细菌培养液均能提高中温浸矿菌的浸出速率。     

生物法再生铁离子溶液对铁闪锌矿的浸出

以沸石为填料,采用吸附法构建了氧化亚铁硫杆菌的固定化生物反应器。运行结果表明,在初始pH=1.6、Fe2 浓度8.58 g/L、气体流量0.45 m3/h、液体流量0.3 L/h及温度为30℃的条件下,Fe2 氧化率可达94.76%,Fe2 平均氧化速率高达1.22 g/L/h;固定化细胞Fe2 的平均氧化速率是游离细胞的9.38倍。菌生Fe3 浸矿剂对铁闪锌矿的浸出表明,在初始pH=1.5、Fe3 浓度为8 g/L、温度为70℃的条件下浸出8 h,当矿浆浓度小于3%时,浸出率可达90%以上,其中矿浆浓度为1%时的浸出率高达95.18%。     

四川某低品位尾矿中铜、锌硫化物生物浸出研究

为了回收四川某铜矿浮选尾矿中的铜和锌, 以In-bac为浸矿菌种, 进行微生物浸出。考察了接种量、矿浆浓度、初始Fe²⁺浓度、浮选药剂(T-207和H-406)等因素对浸出效果的影响。结果表明, 采用两阶段微生物浸出工艺, 尾矿中铜、锌浸出效果较好, 第一阶段微生物浸出最佳条件为：接种量10%、矿浆浓度80 g/L、初始Fe²⁺浓度1.5 g/L, 尾矿中铜离子和锌离子浸出率分别为21.67%和79.67%, 此浸渣再次调浆后, 采用改进型无铁9K培养基, 无接种细菌微生物浸出, 当初始pH值为2.0、矿浆浓度为80 g/L、初始Fe²⁺浓度为0 g/L, 尾矿中铜浸出率达到36.97%, 锌浸出率为92.37%, 浸出率分别提高了15.30个百分点和12.70个百分点。浮选药剂T-207和H-406均对尾矿微生物浸出有不利影响。     

方解石对铁闪锌矿生物浸出行为的影响及机理探讨

考察了在30 ℃、pH=2、细菌浓度2×107 个/mL条件下方解石粒径与质量浓度对铁闪锌矿生物浸出的影响。结果表明,随着方解石粒径增加,体系pH值随之升高,嗜酸氧化亚铁硫杆菌增长缓慢,抑制Fe、Zn浸出;随着方解石质量浓度增加,体系中Ca²⁺浓度随之增加,对Fe、Zn浸出率的影响表现为先促进后抑制,当Ca²⁺浓度为130.27 mg/L时,能够促进嗜酸氧化亚铁硫杆菌增长,促进浸出;Ca²⁺浓度继续升高则不利于细菌增长与离子浸出;方解石粒径为-0.038 mm且质量浓度为10 g/L时浸出30 d,浸出效果较好,Fe和Zn浸出率分别达到80.53%和95.99%。     

金属离子对金红石浮选的影响及作用机理

金属离子在金红石的浮选过程扮演着重要角色,主要分为活化和抑制,活化离子有Pb²⁺、Bi³⁺和Cu²⁺,抑制离子有Al³⁺、Fe³⁺,其中的作用机理表现出明显不同。本文综述了近年来金红石常用的浮选捕收剂,重点介绍了金红石浮选中活化金属离子Pb²⁺、Bi³⁺、Cu²⁺和抑制金属离子Al³⁺、Fe³⁺对其浮选的影响及作用机理,为了解金红石浮选中常见金属离子影响及作用机理提供参考。     

低电位生物浸出黄铜矿研究

在酸性溶液中,高浓度Fe²⁺离子的存在有助于溶解氧对黄铜矿的氧化浸出。试验驯化培养具有单一硫氧化性的高效浸矿细菌,运用其对单体硫的高效氧化性能,结合Fe²⁺离子对黄铜矿氧化浸出的促进作用,开展黄铜矿低电位生物浸出研究。研究发现硫氧化菌可有效利用黄铜矿氧化溶解的产物--单体硫,将其氧化为硫酸并补充溶液H⁺离子消耗。同时,清除黄铜矿表面氧化溶解产物--单体硫后,有助于离子扩散和黄铜矿的进一步氧化溶解。     

地浸采铀细菌浸出试验研究

对新疆某采区铀矿石进行了细菌浸出试验研究。利用自行设计加工的生物反应器, 采用经过驯化培养后的氧化亚铁硫杆菌(T f)进行试验。室内外2年多的试验证明:生物反应器细菌固定效果好、氧化效率高、结构简单、操作方便、成本低; 细菌经过驯化后, 能适应新疆低温条件和地浸采铀溶液环境条件, 在正常连续细菌氧化工艺中, 地浸采铀溶液成分可作为细菌的营养物质, 不需另外补充; 用细菌作氧化剂不但能达到氧化Fe²⁺的目的, 还能提高浸出液中金属铀浓度和金属铀的浸出率, 且对环境无副作用, 具有较好的应用前景。